一种预应力全长锚固支护方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010256155.3

申请日:

2010.08.13

公开号:

CN101949294A

公开日:

2011.01.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E21D 20/00公开日:20110119|||实质审查的生效IPC(主分类):E21D 20/00申请日:20100813|||公开

IPC分类号:

E21D20/00

主分类号:

E21D20/00

申请人:

山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿; 天地科技股份有限公司

发明人:

韩强; 康红普; 张国庆; 李鑫; 吴拥政; 佐江宏; 范红斌; 郑祥举

地址:

046102 山西省长治市屯留潞安常村煤矿

优先权:

专利代理机构:

山西五维专利事务所(有限公司) 14105

代理人:

李印贵

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内容摘要

本发明公开了一种预应力全长锚固支护方法,包括以下步骤:(1)在巷道顶部的顶面铺金属网;在金属网下设置W钢带或钢筋托梁;(2)在巷道顶部钻孔,清孔;(3)在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、螺母;(4)将低黏度树脂药卷装入钻孔内,随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷进行搅拌,在停止搅拌后,紧固螺母;其特点是:所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合工艺。通过采用本发明的方法,使得锚杆对围岩变形和离层很敏感,能及时抑制围岩离层与滑动,降低支护密度,解决深部高应力巷道支护难题,提高巷道支护效果,实现巷道快速掘进。

权利要求书

1: 一种预应力全长锚固支护方法, 包括以下工艺步骤 : (1) 在巷道顶部的顶面铺金属网 ; 在金属网下设置 W 钢带或钢筋托梁 ; (2) 在巷道顶部钻孔, 清孔 ; (3) 在锚杆上依次装上托盘、 球形垫、 减摩垫片、 螺母 ; (4) 将低黏度树脂药卷装入钻孔内, 随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树 脂药卷进行搅拌, 在停止搅拌后, 紧固螺母 ; 其特征是 : 所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合 ; 先安装超快锚固树 脂药卷, 再安装慢速凝固药卷 ; 在锚杆搅拌药卷完成、 超快锚固树脂药卷凝固后, 紧固螺母 并对锚杆施加预应力 ; 慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用。
2: 根据权利要求 1 所述的预应力全长锚固支护方法, 其特征是 : 所述的紧固螺母对锚 杆施加预应力达到锚杆的杆体屈服强度的 30%~ 50%。

说明书


一种预应力全长锚固支护方法

    技术领域 本发明属于巷道支护技术, 具体地说涉及一种在矿井深部巷道快速施工的预应力 全长锚固锚杆支护方法,
     背景技术 煤矿巷道支护技术是煤矿开采中的关键技术。保持围岩稳定, 控制巷道变形和破 坏是实现矿山安全、 高效生产的必要条件。 随着矿井向深度和广度发展, 巷道支护问题表现 得越来越突出。近年来煤巷锚杆支护技术发展迅速, 已成为矿井实现高产高效必备的配套 技术。
     目前, 国内大部分深部高地压巷道采用二次支护方法, 即巷道支护分两次进行, 一 次支护在保持巷道稳定的前提下, 允许巷道有一定的变形以释放压力 ; 隔一定的时间后实 施二次支护, 保持巷道的长期稳定。 但是, 在深部动压影响区、 构造压力带等地点, 采用二次 支护后仍出现变形破坏等问题, 甚至需要三次、 四次支护, 巷道周而复始的发生破坏, 围岩 变形长期得不到有效控制。虽然, 目前有多种巷道支护形式, 但各种支护形式都存在不足。 对于深部高地压巷道, 还缺乏有效的支护方法, 导致巷道变形与破坏剧烈, 需要多次维修与 翻修。不仅支护成本很高, 掘进速度低, 而且带来很多安全隐患, 严重制约采煤工作面的快 速推进和矿井产量和效益的提高。
     传统意义上的锚杆只施加较小的预紧力, 锚杆间排距较小 ; 锚索直径小、 强度低、 延伸率低, 与钻孔匹配性差, 经常出现锚索被拉断或整体滑动 ; 单位面积上锚杆、 锚索数多, 间排距小, 支护密度大, 严重影响巷道掘进速度, 造成采掘接续紧张。上述现象严重影响了 巷道支护效果和安全程度。
     目前, 随着我国矿井开采深度的增加, 加之工作面设备大型化, 巷道断面越来越 大, 现有锚杆支护方法已经不能有效控制巷道围岩的变形量, 特别是一些高埋深、 高地应 力、 大变形等支护难题。
     发明内容 本发明的目的就是克服现有锚杆支护方法存在的不足, 提供一种预应力全长锚固 一次支护方法, 以解决现有锚杆支护技术存在的锚杆间排距较小、 掘进速度较慢、 不能有效 控制深部高应力条件下的巷道围岩变形的问题。
     为了实现上述目的和解决现有技术问题, 本发明所采取的技术方案是 :
     1、 一种预应力全长锚固支护方法, 包括以下工艺步骤 :
     (1) 在巷道顶部的顶面铺金属网 ; 在金属网下设置 W 钢带或钢筋托梁 ;
     (2) 在巷道顶部钻孔, 清孔 ;
     (3) 在锚杆上依次装上托盘、 球形垫、 减摩垫片、 螺母 ;
     (4) 将低黏度树脂药卷装入钻孔内, 随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内 的树脂药卷进行搅拌, 在停止搅拌后, 紧固螺母 ;
     其工艺过程是 : 所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合 ; 先安装超 快锚固树脂药卷, 再安装慢速凝固药卷 ; 然后, 在锚杆搅拌药卷完成待超快锚固树脂凝固 后, 紧固螺母并对锚杆施加预应力, 慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用, 这样就形 成锚杆预应力的全长锚固。 快速药卷作用对锚杆施加预应力, 并形成锚杆的预应力结构, 其 实质就是全长施加较大预紧力的同时实现全长锚固。
     本发明的有益效果是 :
     通过采用预应力全长锚固支护方法, 使得锚杆对围岩变形和离层很敏感, 能及时 抑制围岩离层与滑动。在保证巷道支护效果与安全的条件下, 降低支护密度。采用预应力 全长锚固支护方法, 解决深部高应力巷道支护难题, 提高巷道支护效果。 本发明也可应用于 其它采矿、 建筑、 水利、 军工等部门的巷道及硐室支护。 附图说明
     图 1 是本发明在巷道顶部实施例的纵向剖面示意图。 具体实施方式 下面结合附图对本发明实施例作进一步描述。
     如图 1 所示, 是本发明实施例的纵向剖面示意图。本发明预应力全长锚固支护方 法包括以下工艺步骤 :
     (1) 在巷道顶部 3 的顶面铺金属网 4 ; 在金属网 4 下设 W 钢带或钢筋托梁 ;
     (2) 在巷道顶部钻支护孔 10, 并清孔 ;
     (3) 在锚杆 2 的下端 ( 带有外螺纹 ) 依次装上托盘 6、 球形垫 7、 减摩垫片 8, 并旋 上螺母 9 ;
     (4) 将低黏度树脂药卷 ( 图 1 中标记 1 所示的是凝固后的树脂 ) 装入支护孔 10 内, 随后将锚杆 2 的顶端插入支护孔 10 内, 搅拌树脂药卷 1 至规定时间后停止搅拌, 等待大 约 1 分钟左右, 再用风动扳手上紧固螺母。
     在上述工艺过程中的关键工艺是 :
     1、 所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合, 其工艺过程是 : 先安装 超快锚固树脂药卷, 再安装慢速凝固药卷 ; 然后, 在锚杆搅拌药卷完成超快锚固树脂药卷凝 固后, 就紧固螺母并对锚杆施加预应力, 慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用。 这样 就形成锚杆预应力的全长锚固, 快速药卷作用对锚杆施加预应力, 并形成锚杆的预应力结 构, 其实质就是全长施加较大预紧力的同时实现全长锚固。
     2、 使用预紧机具对锚杆施加预应力, 预应力将达到锚杆杆体屈服强度的 30 %~ 50%, 实现锚杆的高预应力。
    

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资源描述

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1、10申请公布号CN101949294A43申请公布日20110119CN101949294ACN101949294A21申请号201010256155322申请日20100813E21D20/0020060171申请人山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿地址046102山西省长治市屯留潞安常村煤矿申请人天地科技股份有限公司72发明人韩强康红普张国庆李鑫吴拥政佐江宏范红斌郑祥举74专利代理机构山西五维专利事务所有限公司14105代理人李印贵54发明名称一种预应力全长锚固支护方法57摘要本发明公开了一种预应力全长锚固支护方法,包括以下步骤1在巷道顶部的顶面铺金属网;在金属网下设置W钢带或钢筋托。

2、梁;2在巷道顶部钻孔,清孔;3在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、螺母;4将低黏度树脂药卷装入钻孔内,随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷进行搅拌,在停止搅拌后,紧固螺母;其特点是所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合工艺。通过采用本发明的方法,使得锚杆对围岩变形和离层很敏感,能及时抑制围岩离层与滑动,降低支护密度,解决深部高应力巷道支护难题,提高巷道支护效果,实现巷道快速掘进。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN101949297A1/1页21一种预应力全长锚固支护方法,包括以下工艺步骤1在巷道顶部的顶面铺。

3、金属网;在金属网下设置W钢带或钢筋托梁;2在巷道顶部钻孔,清孔;3在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、螺母;4将低黏度树脂药卷装入钻孔内,随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷进行搅拌,在停止搅拌后,紧固螺母;其特征是所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合;先安装超快锚固树脂药卷,再安装慢速凝固药卷;在锚杆搅拌药卷完成、超快锚固树脂药卷凝固后,紧固螺母并对锚杆施加预应力;慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用。2根据权利要求1所述的预应力全长锚固支护方法,其特征是所述的紧固螺母对锚杆施加预应力达到锚杆的杆体屈服强度的3050。权利要求书CN101949294ACN1019。

4、49297A1/2页3一种预应力全长锚固支护方法技术领域0001本发明属于巷道支护技术,具体地说涉及一种在矿井深部巷道快速施工的预应力全长锚固锚杆支护方法,背景技术0002煤矿巷道支护技术是煤矿开采中的关键技术。保持围岩稳定,控制巷道变形和破坏是实现矿山安全、高效生产的必要条件。随着矿井向深度和广度发展,巷道支护问题表现得越来越突出。近年来煤巷锚杆支护技术发展迅速,已成为矿井实现高产高效必备的配套技术。0003目前,国内大部分深部高地压巷道采用二次支护方法,即巷道支护分两次进行,一次支护在保持巷道稳定的前提下,允许巷道有一定的变形以释放压力;隔一定的时间后实施二次支护,保持巷道的长期稳定。但是。

5、,在深部动压影响区、构造压力带等地点,采用二次支护后仍出现变形破坏等问题,甚至需要三次、四次支护,巷道周而复始的发生破坏,围岩变形长期得不到有效控制。虽然,目前有多种巷道支护形式,但各种支护形式都存在不足。对于深部高地压巷道,还缺乏有效的支护方法,导致巷道变形与破坏剧烈,需要多次维修与翻修。不仅支护成本很高,掘进速度低,而且带来很多安全隐患,严重制约采煤工作面的快速推进和矿井产量和效益的提高。0004传统意义上的锚杆只施加较小的预紧力,锚杆间排距较小;锚索直径小、强度低、延伸率低,与钻孔匹配性差,经常出现锚索被拉断或整体滑动;单位面积上锚杆、锚索数多,间排距小,支护密度大,严重影响巷道掘进速度。

6、,造成采掘接续紧张。上述现象严重影响了巷道支护效果和安全程度。0005目前,随着我国矿井开采深度的增加,加之工作面设备大型化,巷道断面越来越大,现有锚杆支护方法已经不能有效控制巷道围岩的变形量,特别是一些高埋深、高地应力、大变形等支护难题。发明内容0006本发明的目的就是克服现有锚杆支护方法存在的不足,提供一种预应力全长锚固一次支护方法,以解决现有锚杆支护技术存在的锚杆间排距较小、掘进速度较慢、不能有效控制深部高应力条件下的巷道围岩变形的问题。0007为了实现上述目的和解决现有技术问题,本发明所采取的技术方案是00081、一种预应力全长锚固支护方法,包括以下工艺步骤00091在巷道顶部的顶面铺。

7、金属网;在金属网下设置W钢带或钢筋托梁;00102在巷道顶部钻孔,清孔;00113在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、螺母;00124将低黏度树脂药卷装入钻孔内,随后将锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷进行搅拌,在停止搅拌后,紧固螺母;说明书CN101949294ACN101949297A2/2页40013其工艺过程是所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合;先安装超快锚固树脂药卷,再安装慢速凝固药卷;然后,在锚杆搅拌药卷完成待超快锚固树脂凝固后,紧固螺母并对锚杆施加预应力,慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用,这样就形成锚杆预应力的全长锚固。快速药卷作用对锚杆施加预应力,。

8、并形成锚杆的预应力结构,其实质就是全长施加较大预紧力的同时实现全长锚固。0014本发明的有益效果是0015通过采用预应力全长锚固支护方法,使得锚杆对围岩变形和离层很敏感,能及时抑制围岩离层与滑动。在保证巷道支护效果与安全的条件下,降低支护密度。采用预应力全长锚固支护方法,解决深部高应力巷道支护难题,提高巷道支护效果。本发明也可应用于其它采矿、建筑、水利、军工等部门的巷道及硐室支护。附图说明0016图1是本发明在巷道顶部实施例的纵向剖面示意图。具体实施方式0017下面结合附图对本发明实施例作进一步描述。0018如图1所示,是本发明实施例的纵向剖面示意图。本发明预应力全长锚固支护方法包括以下工艺步。

9、骤00191在巷道顶部3的顶面铺金属网4;在金属网4下设W钢带或钢筋托梁;00202在巷道顶部钻支护孔10,并清孔;00213在锚杆2的下端带有外螺纹依次装上托盘6、球形垫7、减摩垫片8,并旋上螺母9;00224将低黏度树脂药卷图1中标记1所示的是凝固后的树脂装入支护孔10内,随后将锚杆2的顶端插入支护孔10内,搅拌树脂药卷1至规定时间后停止搅拌,等待大约1分钟左右,再用风动扳手上紧固螺母。0023在上述工艺过程中的关键工艺是00241、所述的低黏度树脂药卷是采用快慢凝固树脂药卷组合,其工艺过程是先安装超快锚固树脂药卷,再安装慢速凝固药卷;然后,在锚杆搅拌药卷完成超快锚固树脂药卷凝固后,就紧固螺母并对锚杆施加预应力,慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用。这样就形成锚杆预应力的全长锚固,快速药卷作用对锚杆施加预应力,并形成锚杆的预应力结构,其实质就是全长施加较大预紧力的同时实现全长锚固。00252、使用预紧机具对锚杆施加预应力,预应力将达到锚杆杆体屈服强度的3050,实现锚杆的高预应力。说明书CN101949294ACN101949297A1/1页5图1说明书附图CN101949294A。

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